LED матричен VU-метър: 9 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:54

Вдъхновението за този проект идва от голям електронен youtuber GreatScott, където той създава LED матрица със 100 светодиода. Наистина исках да пресъздам този проект, затова отидох и създадох матрица с два пъти повече светодиоди.

Също така, обичам външния вид на музиката, която се изобразява с цвят, това е цветен орган или метър от ву. Така че знаех, че по някакъв начин ще програмирам матрицата да направи един от тези ефекти.

Проектът ще бъде направен на следните етапи:

1. Събиране на всички материали и инструменти
2. Подготовка на таблото
3. Монтиране на светодиодите
4. Изработване на квадратната решетка от пяна
5. Подготовка на акрилни рамки и предна дъска
6. Съставяне на контролната платка
7. Изработка на алуминиеви стойки
8. Сглобяване на всичко заедно
9. Качване на скицата и тестване

Стъпка 1: Съберете необходимите материали/инструменти:

За да изградите LED матрицата, ще ви трябват следните материали:

• Адресируема LED лента 4м
• Arduino NANO
• MSGEQ7 - 7 -лентов звуков еквалайзер
• 5V захранване (компютърно захранване)
• Електронни компоненти (кондензатори, резистори, прототипна платка, …)
• Задна плоча от MDF - 10 мм
• Разпръснато бяло акрилно плекси стъкло (3 мм)
• Черно акрилно стъкло от плекси (3 мм)
• Дъска от пяна (3 мм)
• Пластмасов квадратен профил
• Алуминиев Т профил
• Медна жица с твърдо ядро (22AWG) - UTP проводник
• Медна жица с твърдо жило (10AWG) - Мрежов проводник
• Малки винтове за дърво
• Лепило за дърво/алуминий и супер-лепило

Ще ви трябват и следните инструменти:

• Спойка (желязо, запояване, …)
• Резачки за тел
• Джиг видя
• Свредло (и малки парченца)
• Нож X-Acto
• Ъглошлайф/фреза
• Пистолет за горещо лепило + лепилни пръчици
• 1 м владетел
• Ножици

Стъпка 2: Подгответе таблото:

Нека започнем този проект, като направим основната табла, върху която по-късно ще залепим светодиодите. За материала използвах 10 мм MDF (ПДЧ със средна плътност) и това е така, защото го лежах и беше перфектен, защото беше здрав, но лесен за рязане.

Първо, начертайте формата на правоъгълника върху плочата с линийка и молив, така че да имате ръководни линии, които да следвате при рязане. Правоъгълникът трябва да има следните размери: 65, 5cm x 32, 5cm. Трябва да направите правоъгълника възможно най -квадратен, така че акрилните граници, които ще създадем по -късно, да пасват.

След това изрежете формата с помощта на трион (или ръчен трион). Направете възможно най -прави разфасовки.

След изрязване почистете ръбовете малко с шкурка, така че да са гладки и прави.

Сега използвайте линийката, за да нарисувате мрежа, която ще ни помогне да поставим светодиодите в следващата стъпка. Начертайте първия ред 16, 25 мм под горната част на дъската, след това начертайте редове на всеки 32, 5 мм. Първата колона е на 16, 38 мм от лявата страна на дъската, всяка следваща колона е на 32, 75 мм от последната. Когато приключите, трябва да имате 10 реда и 20 колони, равномерно разположени …

Стъпка 3: Монтирайте светодиодите:

За този проект ще ви трябват 4 метра индивидуално адресируеми светодиоди, които в моя случай се предлагаха в 4 ролки по 60 светодиода на метър и това ми даде 240 светодиода (необходими са 200).

Започнете, като изрежете всеки светодиод на подложката, където ще се реже. Можете да използвате ножици или ножове за рязане.

След това използвайте суперлепило под всеки светодиод и ги залепете върху решетката, която нарисувахме в предишната стъпка (където линиите се пресичат). Обърнете внимание на стрелките на светодиодите - те трябва да бъдат ориентирани по същия начин в този ред. На всеки следващ ред ориентацията ще бъде обърната, така че да имаме един непрекъснат път.

Сега идва запояването - много запояване:

Трябва да свържем всички светодиоди заедно по правилния начин. Вземете своя тънък меден проводник с твърда жила (в моя случай използвах UPT проводници) и започнете да запоявате всички хоризонтални светодиоди, като свържете GND -> GND, DO (данни изход) -> DI (данни в), 5V -> 5V. Когато стигнете до края на реда, просто свържете последния (DO) към (DI) на светодиода, който е отдолу в следващия ред.

Сега ще пробием няколко ветични дупки в центъра, така че ще внесем захранване към светодиодите. Пробийте една дупка на светодиод в този ред, така че да имате мощност, идваща към всеки ред. Трябва да имаме множество точки на захранване, защото в противен случай би имало твърде голям спад на напрежението на последните светодиоди. Сега поставете дебелия меден проводник във всеки отвор и запоявайте към съответния захранващ щифт.

Обърнете дъската и свържете всички заземяващи и +5v проводници, идващи през отворите. Използвайте по -дебелия меден проводник. Също така свържете два изолирани проводника към захранващите шини - те след това ще бъдат свързани към контролната платка.

Последното нещо е да пробиете дупка в първия светодиод, да поставите проводник (този с включена изолация) през него и да го запоите към DI (данни в) на този първи светодиод.

Стъпка 4: Направете квадратната решетка от пяна:

В тази стъпка ще направим решетката от пяна, която ще действа като бариер, за да може светлината да се отрази отново върху разсеяния акрил като пиксел за всеки светодиод.

Вземете своя 3 мм пенопласт и изрежете два комплекта различни ленти. Ще ви трябват 9 дълги и 19 къси.

След това ще трябва да изрежете няколко горички към лентите, които по -късно ще бъдат използвани за свързване на дългите и късите ленти заедно. Дърветата трябва да са широки 3 мм и дълги 25 мм. На дългата лента трябва да има 19, а на късите 9 жлеба. Вижте Foam_Grid.pdf за по -подробни инструкции.

Сега съединете лентите заедно, поставете късите вертикално, а дългите хоризонтално.

Ако имате бял пенопласт, ще трябва да боядисате цялата мрежа в черно, така че светлината да не преминава през следващия пиксел.

Стъпка 5: Предварително акрилни рамки и предна дъска:

Светлината, идваща от светодиода, трябва да бъде разсеяна върху полупрозрачен материал, за да се получи квадратна форма на пиксел. За това ще използваме 3 мм бяла акрилна плоча, която ще изрежем до същите размери като нашата задна дъска: 65, 5 см х 32, 5 см. Това ще бъде нашата предна дъска.

Сега трябва да направим границите, които да държат предната и задната дъска заедно. Това ще бъде направено от 3 мм черен акрил. В моя случай нямах никакъв акрил у дома, така че взех границите от компания и те са ги изрязали с лазер, за да отговарят на моя размер. Ако нямате такава фирма/лазер, ще трябва да вземете акрила и да изрежете парчетата на ръка.

Трябва да имате две парчета с дължина 66, 3 см и две с дължина 32, 3 см, и двете с ширина 3, 8 см.

В краищата трябва да направите набраздени разрези, така че границите да седят добре заедно. На дългите две рамки трябва да направите 10 мм жлеб в центъра, а на късите две трябва да направите 10 мм разрез в центъра. Можете да направите раздела, като изрежете два канала от противоположните страни, където сте създали канал на дългата граница. Отново имате Borders.pdf за повече инструкции.

Сега трябва да пробиете няколко дупки за завинтване на границите на задната плоча по-късно. Пробийте 3 мм отвори на 5 мм от края (така че винтът да мине в центъра на таблото). Пробийте 3 дупки на късите бордюри и 4 дупки на дългите. Разположете ги равномерно.

Последното нещо е да подготвите пластмасовите квадратни профили, които ще свържат границите с предната платка и също така ще дадат на матрицата хубаво изглеждаща рамка. Нарежете две парчета с дължина 66, 5 см и две с дължина 32, 5 см. Сега изрежете ъгъл от 45 ° на всеки ръб, така че рамките по -късно да седят добре.

Стъпка 6: Направете контролната платка:

Основният микроконтролер за задвижване на светодиодите ще бъде Arduino NANO. Тъй като искаме нашата матрица да показва Vu-метър, трябва по някакъв начин да подадем аудио сигнала към контролера. За това ще използваме IC - MSGEQ7 - това е 7 -лентов аудио графичен еквалайзер.

Има няколко различни начина, по които можете да направите контролната платка:

1. Направете веригата на платка (не е необходимо запояване)
2. Направете веригата на прототипна платка
3. Направете своя собствена печатна платка, като я гравирате
4. Поръчайте вашата печатна платка от производител

Направих дъската си на прототипна дъска и ще включа схемата и файла на дъската, за да можете да изберете по какъв начин искате да създадете вашата дъска.

Ето един добър Instructalbe, ако искате да гравирате собствената си дъска: Ецване на печатни платки

Стъпка 7: Направете алуминиевите стойки:

За да може нашата матрица да стои сама, трябва да направим нещо, така че да я поддържа и да не падне. Това е прост дизайн, но свършва работата.

Вземете вашия алуминиев профил с Т -образна форма и изрежете две дължини по 30 см.

Сега направете V слот на 10 см от единия край.

Огънете профила на 90 °, където е V слотът и стойките са готови.

Добавих и винт и гайка за твърдост.

Стъпка 8: Съберете всичко заедно:

Вече имаме всяка част от матрицата, готова за сглобяване

Започнете, като се присъедините към границите с предната дъска. Ще използваме пластмасовите квадратни профили, които предварително подготвихме. Използвайте горещо лепило, за да залепите трите компонента заедно (бордюр - квадратен профил - предна дъска).

Сега подравнете всичко заедно и използвайте много малка бормашина, за да пробиете пилотни отвори. Вече можем да завием всичко заедно с винтове за дърво.

Нека лепим върху алуминиевите стойки, като използваме лепило за алуминий/дърво. Подравнете ги и двете на 10 см от ръба.

Вече можем да завием платката на контролера и да свържем последните няколко неща. Проводникът, който споехме към данните в първия светодиод, отива към терминала на платката, който казва "OUT".

Сега трябва да свържем всички основания и +5v заедно, използвайки по -дебел меден проводник. Запояйте два изолирани проводника към земята и +5v и ги свържете към съответните щифтове на платката за управление. Добавих и 470uF кондензатор, за да изгладя напрежението малко.

Последното нещо е да свържете захранването от захранването (земя и +5v dc).

Стъпка 9: Качете скицата и тествайте:

Вече сме готови за тестване

Качете скицата, която съм включил, и свържете аудио кабел към аудио щифтовете. Включете захранването и пуснете музика. Vu-метърът трябва да започне да се показва.